[实用新型]一种煤矿井下可视化采煤系统

说明书

本实用新型公开了一种煤矿井下可视化采煤系统，包括：钻孔设备、工作面区域槽波获取设备和采煤机双震源干涉装置，所述钻孔设备在矿井内钻孔，放入采集设备采集三维地震勘测钻孔数据，通过工作面区域槽波获取设备获取工作面区域槽波数据，利用三维地震勘测钻孔数据和工作面区域槽波数据建立煤系地层的高精度三维模型，所述采煤机双震源干涉装置感知采煤机割煤时的顶底板煤岩界面，为采煤机提供实时自动调整与控制，通过与煤系地层的高精度三维模型实时对比校正，最终构建出能为采煤机提供最佳开采方案的可视化采煤系统。本实用新型解决了现有采煤过程中不能无人化、无法根据实际情况实时调整采煤状态的问题。

技术领域

本实用新型涉及采煤技术领域，具体涉及一种煤矿井下可视化采煤系统。

背景技术

煤炭是我国的基础能源之一，在我国能源生产和消费结构中，煤炭一直占据了70％以上的席位。随着信息化和工业化的融合，无人化工作面开采技术是未来煤炭行业发展的大趋势。但因对未采煤层区域内的煤系地层分布信息、地质构造、小型的潜伏灾害源等尚不清楚，又没有可以替代采煤机司机的人工智能对煤矿井下复杂的现场作业环境进行准确研判，致使目前还没有一种可靠技术可以彻底实现井下无人化采煤。

现有采用在两顺槽及工作面打钻确定煤层顶板，并将顶板的绝对坐标点引入工作面的方式来指导采煤机修正割煤轨迹，从而实现无人化采煤技术。具有的缺点为未能将物探、钻探等数据引入系统，仅通过预先确定的煤岩空间坐标构建了一种简单的地质模型，进行预置的采煤机导航，不涉及实时感知、处理和控制，非常受限于煤系地层的地质条件。因此，采煤机推进一段距离，就需要再对未标定煤岩位置的两顺槽及工作面进行打钻施工，工作量大且容易存在测量误差，造成导航模型的建立粗糙，引起采煤机导航失误。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种煤矿井下可视化采煤系统，以解决现有采煤过程中不能无人化、无法根据实际情况实时调整采煤状态的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

根据本实用新型的第一方面，公开了一种煤矿井下可视化采煤系统，所述系统包括：钻孔设备、工作面区域槽波获取设备和采煤机双震源干涉装置，所述钻孔设备在矿井内钻孔，放入采集设备采集三维地震勘测钻孔数据，通过工作面区域槽波获取设备获取工作面区域槽波数据，利用三维地震勘测钻孔数据和工作面区域槽波数据建立煤系地层的高精度三维模型，所述采煤机双震源干涉装置感知采煤机割煤时的顶底板煤岩界面，为采煤机回采路径、回采速度，摇臂、滚筒的姿态和割煤形态进行实时自动调整与控制，通过与煤系地层的高精度三维模型实时对比校正，最终构建出能为采煤机提供最佳回采路径、回采速度，并及时正确调整摇臂、滚筒的姿态和割煤形态的可视化采煤系统。

进一步地，所述采煤机双震源干涉装置包括：采集主机和采集站，所述采集主机与采集站之间通过嵌入在采煤机动力电缆内的光纤或CAN 通讯方式连接。

进一步地，所述采集主机设置在集中控制台内，通过采集主机接收采集站获取的采煤机左右摇臂倾角、左右滚筒高度、截割电流、牵引电路信息，并能够向采集站发送控制信息。

进一步地，所述采集站安装在采煤机机身内部，采集站内部通过电源线与采煤机内部的二路本安电源模块连接，所述采集站内设置有本安电池组、128G闪存与精密时钟，采集站具备与采煤机的可编程逻辑控制器PLC的CAN网连接。

进一步地，所述采集站在矿用本安型槽波地震电法仪采集站的基础上，改装成四个三分量速度型地震检波器和四个三分量微机电MEMS型加速度检波器，分别安装在采煤机的两侧滚筒和两侧滑靴上，采集站内的主控模块采用现场可编程门阵列FPGA芯片。

进一步地，所述采集站实时接收采煤机左右摇臂倾角、左右滚筒高度、截割电流、牵引电路等信息，同时可实时发出控制采煤机的指令。

本实用新型具有如下优点：